工作流與過程管理模塊是PDM系統(tǒng)中重要的基本功能之一，用來定義和控制數(shù)據(jù)操作的基本過程，主要管理當(dāng)用戶對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作時(shí)人與人之間或活動(dòng)與活動(dòng)之間的數(shù)據(jù)流向，以及在一個(gè)項(xiàng)目的生命周期內(nèi)跟蹤所有事務(wù)和數(shù)據(jù)的活動(dòng)，為PDM系統(tǒng)提供生成、監(jiān)視、管理和控制企業(yè)的業(yè)務(wù)流程的能力。目前已經(jīng)出現(xiàn)一些基于Petri網(wǎng)的工作流建模的概念和方法，給出了工作流分析和應(yīng)用的一些形式化定義，但現(xiàn)有的大部分工作流工具和分析方法都沒有考慮到在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該對(duì)用戶設(shè)計(jì)的工作流進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和性能檢驗(yàn)，以保證工作流的順利進(jìn)行。本文將著色時(shí)間Petri網(wǎng)引入到PDM的工作流管理系統(tǒng)中，解決了實(shí)際Petri網(wǎng)建模的復(fù)雜性和龐大性等難題，將基于著色時(shí)間Petri網(wǎng)的并行式工作流模型應(yīng)用于PDM系統(tǒng)中，提高了工作流的效率，提出用可達(dá)圖來分析Petri網(wǎng)工作流模型的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的結(jié)構(gòu)性能，對(duì)用戶設(shè)計(jì)的工作流進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和性能檢驗(yàn)，能保證流程在執(zhí)行中能順利運(yùn)行。工作流管理模塊作為PDM系統(tǒng)重要的組成部分，具有很高的投入產(chǎn)出比，但是恰恰在這個(gè)領(lǐng)域大部分的PDM系統(tǒng)還沒有充分發(fā)揮作用，還有許多問題還有待于進(jìn)一步的研究，本文主要研究?jī)?nèi)容是工作流與過程管理模型的建立，有關(guān)Petri的理論分析另有文章敘述。

1 工作流模型

    1.1 常規(guī)意義上的工作流摸型

    工作流中兩個(gè)最基本的元素是活動(dòng)和活動(dòng)之間的連接關(guān)系，流程圖可形象的表示一個(gè)工作流的定義，流程圖由若干個(gè)節(jié)點(diǎn)和它們之間的連線構(gòu)成。PDM系統(tǒng)有兩種流程管理：審批流程和更改流程，如圖1所示為某公司重要零件的審批流程。

    圖1 重要零件審批流程

    流程圖中定義了任務(wù)的觸發(fā)順序和觸發(fā)條件，用來實(shí)現(xiàn)任務(wù)的觸發(fā)、同步和信息流的傳遞，每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表了一個(gè)工作步驟，它們之間的連線表明完成工作任務(wù)的順序關(guān)系，對(duì)于節(jié)點(diǎn)，設(shè)定了一些屬性，用以描述這個(gè)節(jié)點(diǎn)的特性，這些節(jié)點(diǎn)屬性有：用戶、意見、期限、啟動(dòng)條件及通過條件等。

    1.2 基于Petri網(wǎng)的工作流模型

    因?yàn)楣ぷ髁髅恳粋�(gè)過程的發(fā)生總要經(jīng)歷一定的時(shí)間，系統(tǒng)采用了時(shí)間Petri網(wǎng)，再考慮實(shí)際中一個(gè)工作流應(yīng)該可以提交多個(gè)任務(wù)，一個(gè)任務(wù)在工作流中可能處于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)狀態(tài)，而另一個(gè)任務(wù)在工作流中可能處于設(shè)計(jì)審核狀態(tài)，這樣如果仍沿用時(shí)間Petri網(wǎng)，設(shè)計(jì)的模型將變得非常龐大和復(fù)雜，因此系統(tǒng)采用了著色時(shí)間Petri網(wǎng)。著色時(shí)間Petri網(wǎng)為網(wǎng)中的每一個(gè)庫所定義了一個(gè)托肯色彩集合，為網(wǎng)中的每一個(gè)變遷定義了一個(gè)動(dòng)作色彩集合，可使一個(gè)庫所的托肯表示多種狀態(tài)，從而擴(kuò)大了托肯所代表的內(nèi)涵，不但可以描述更復(fù)雜的系統(tǒng)，更使得Petri網(wǎng)系統(tǒng)簡(jiǎn)潔明了。

    由于篇幅限制著色時(shí)間Petri網(wǎng)和相應(yīng)的工作流網(wǎng)的定義不再贅述。

    在圖1審批流程的節(jié)點(diǎn)p3處，要建立一個(gè)審批人員名單，審批人員可以是一個(gè)或多個(gè)，設(shè)定由兩個(gè)設(shè)計(jì)工程師負(fù)責(zé)簽字．傳統(tǒng)的審批流程主要是串行式的，往往是一個(gè)審批人員完成審批后，圖紙才能傳到下一個(gè)審批人的手中，如果這個(gè)審批人有事耽誤了工作，下面的工作將無法進(jìn)行，使得工作效率很低．為了提高效率，應(yīng)采用并行化的工作流，并行式的工作流充分利用了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能，避免了串行流中因?yàn)橐粋�(gè)工程師不能按時(shí)完成工作而影響另一個(gè)工程師的工作的情況。同樣可將工藝設(shè)計(jì)與校對(duì)并行來提高工作效率，將圖1審批流程并行化后的Petri網(wǎng)模型如圖2所示。

    圖2 審批流程的Petri網(wǎng)模型

    在圖2中，庫所P1是指全部待設(shè)計(jì)的文檔在工作流的入口處等待設(shè)計(jì)審批，當(dāng)設(shè)計(jì)人員接受任務(wù)開始設(shè)計(jì)時(shí)，文檔doc1便具有相對(duì)于變遷t1的色彩<doc1，P1>，由此激活了整個(gè)工作流網(wǎng)，以后對(duì)于每一個(gè)變ti，doc1將具有色彩<doc1，pi>，變遷t1是一個(gè)與分支，使文檔同時(shí)進(jìn)入P2和p4并發(fā)子流程，變遷t2模擬了一個(gè)選擇結(jié)構(gòu)，用于檢驗(yàn)P2執(zhí)行的結(jié)果可接受或不可接受，以決定托肯的流向，從而形成一個(gè)循環(huán)組件。p3完成后(P5同)，其操作結(jié)果的一致性要經(jīng)過t3檢測(cè)，t3的結(jié)構(gòu)與t2相同，如果兩個(gè)工程師意見一致，文檔通過審核，將等待P5的完成共同進(jìn)入p6；如果不一致，文檔進(jìn)入庫所P1進(jìn)行設(shè)計(jì)修改，經(jīng)進(jìn)一步校對(duì)后（變遷t2實(shí)施），重新進(jìn)入p3審核，如此循環(huán)直至通過審核。p6是并行流程的一個(gè)與連接，只有在t3和t5都完成后，才能進(jìn)入庫所p6，然后依次通過庫所p7，p8完成整個(gè)流程。當(dāng)同時(shí)或間隔有j個(gè)文檔簽入到流程中時(shí)，變遷ti的色彩為<docj，pi>，從而可使得若干文檔的審批工作同時(shí)在流程中進(jìn)行。

    PDM系統(tǒng)的工作流與時(shí)間密切相關(guān)，每一個(gè)過程對(duì)應(yīng)的人員必須在一定的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)，當(dāng)某個(gè)人員沒能夠完成任務(wù)時(shí)，工作流管理系統(tǒng)應(yīng)能夠自動(dòng)采取相關(guān)的過期動(dòng)作：如標(biāo)識(shí)為過期、視為完成、視為未完成、或重新分派給其他人等，因此應(yīng)在Petri網(wǎng)中引入相應(yīng)的觸發(fā)機(jī)制．觸發(fā)機(jī)制可以理解為一種使被使能的活動(dòng)進(jìn)入執(zhí)行狀態(tài)的外部條件，通常可分為4種類型：自動(dòng)觸發(fā)、人工觸發(fā)、消息觸發(fā)和時(shí)間觸發(fā)．通過Petri網(wǎng)的觸發(fā)機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)工作流的自動(dòng)運(yùn)行和處理工作流中的過期動(dòng)作。

    1.3 工作流管理系統(tǒng)的組件層次和類結(jié)構(gòu)

    工作流管理系統(tǒng)的J2EE組件層次如圖3所示。

    圖3 工作流管理系統(tǒng)的組件層次

    完成工作流管理系統(tǒng)的類主要有工作流、工作流節(jié)點(diǎn)、任務(wù)分配過程、審批過程、任務(wù)分配、審批、任務(wù)簽發(fā)、審批簽發(fā)和流程歷史等。每一個(gè)類對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫中的一個(gè)表，類的變量對(duì)應(yīng)表的列屬性．工作流管理系統(tǒng)通過這些類和相應(yīng)數(shù)據(jù)庫中的表格，完成工作流與過程管理的功能．根據(jù)工作流各類之間的關(guān)系，建立的工作流模型如圖4所示。

    圖4 工作流的類模型

2 工作流與過程管理的實(shí)現(xiàn)

    2.1 工作流模型到Petri網(wǎng)模型的轉(zhuǎn)換

    系統(tǒng)采用可達(dá)圖RMG(PN)來分析工作流的結(jié)構(gòu)，可達(dá)圖的意義在于可直接根據(jù)圖的結(jié)構(gòu)特征，來分析網(wǎng)的活性、有界性和安全性等基本特性，其中最主要的是死鎖的判別，工作流模型到Petri網(wǎng)模型的轉(zhuǎn)化過程如圖5所示。

    圖5 工作流模型到Petri網(wǎng)模型的轉(zhuǎn)化過程

    節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)間的聯(lián)系是工作流信息的載體，因此處理好它們之間的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是工作流模型轉(zhuǎn)換到著色時(shí)間Petri網(wǎng)模型的關(guān)鍵，數(shù)據(jù)模型必須使得工作流中所有的節(jié)點(diǎn)信息能夠有序地保存在數(shù)據(jù)庫中，系統(tǒng)采用工作流節(jié)點(diǎn)表記錄工作流模型的節(jié)點(diǎn)關(guān)系，主要屬性見表1。

    表1 審批流程在數(shù)據(jù)庫中的表結(jié)構(gòu)

    從表1中可以看出，工作流節(jié)點(diǎn)記錄一個(gè)工作流的各個(gè)節(jié)點(diǎn)及它們之間關(guān)系，包括節(jié)點(diǎn)的過程名、過程類型、節(jié)點(diǎn)序號(hào)、成功流向、失敗流向、是否為分節(jié)點(diǎn)，以及節(jié)點(diǎn)位置和所屬生命周期名等，在形成著色時(shí)間Petri網(wǎng)模型時(shí)，先讀取數(shù)據(jù)庫中的元數(shù)據(jù)，然后按照節(jié)點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)，形成著色時(shí)間Petri網(wǎng)模型，并初始化所需著色時(shí)間Petri網(wǎng)模型的變量。

    2.2 工作流管理體系結(jié)構(gòu)

    工作流管理系統(tǒng)完成工作流的定義和管理，并按照計(jì)算機(jī)中預(yù)先定義好的工作流邏輯推進(jìn)工作流的執(zhí)行。工作流的建立涉及到三方面模型的有機(jī)結(jié)合，其一是工作流模型，即建立過程的有序組合；其二為資源模型，包括用戶、用戶組、角色與應(yīng)用工具等，它們是過程中的任務(wù)執(zhí)行者；最后是數(shù)據(jù)模型，用于定義和追蹤提交給工作流的數(shù)據(jù)對(duì)象的類型，工作流管理系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖6所示。

    圖6 工作流管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

    2.3 工作流管理模型

    工作流管理系統(tǒng)采用電子周轉(zhuǎn)文件夾將有關(guān)的工作文檔和信息傳送到各個(gè)工位，所有與工作流過程步驟有關(guān)的PDM用戶都可以通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從工作流管理模塊中得到自己的任務(wù)清單，其中包括電子周轉(zhuǎn)文件夾中的所有文檔和所規(guī)定的需要執(zhí)行的活動(dòng)，工作流管理模塊將面向任務(wù)的項(xiàng)目組中屬于不同部門的員工聯(lián)系起來，并且只有被授權(quán)的人員才能訪問工作流中的有關(guān)文檔。以圖1審批流程為例，工作流的過程管理模型如圖7所示，工作流運(yùn)轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生的所有文檔都保存在電子周轉(zhuǎn)文件夾中，永久保存。

    圖7 工作流的過程管理模型

3 工作流程的實(shí)現(xiàn)

    3.1 定義任務(wù)過程

    所謂任務(wù)過程是數(shù)據(jù)對(duì)象在工作流中從一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)時(shí)應(yīng)進(jìn)行或處理的規(guī)則集合，它是工作流的基本構(gòu)成單元．在進(jìn)行計(jì)算機(jī)支持下的工作流管理以前，首先應(yīng)該建立過程的模型，即定義一個(gè)個(gè)過程步驟，系統(tǒng)中定義了三種過程：任務(wù)分配過程、審批過程和消息過程，定義好的過程存放在過程庫中，在過程庫中存放著各種各樣可重復(fù)使用的標(biāo)準(zhǔn)過程對(duì)象，將其鏈接起來就可以很方便地建成所需要工作流模型，加快工作流建模的速度。

    3.2 編輯和執(zhí)行工作流

    利用PDM視圖化的工作流編輯器，用戶可以根據(jù)具體的需要將上述任務(wù)過程鏈接起來，建立符合各企業(yè)習(xí)慣的串行或并行的工作流程。工作流程的執(zhí)行過程如下：

    1)用戶在流程編輯器中完成流程的定義后，按保存鍵。

    2)系統(tǒng)根據(jù)工作流生成相應(yīng)的著色時(shí)間Petri網(wǎng)和可達(dá)圖，并根據(jù)可達(dá)圖檢驗(yàn)用戶定義工作流程的正確性，判別流程的可達(dá)性、活性（無死鎖）等性質(zhì)．通過分析，若定義的流程中存在錯(cuò)誤，則提示用戶錯(cuò)誤的原因，以便改正；若流程不存在錯(cuò)誤，則將流程保存到數(shù)據(jù)庫中。

    3)用戶可隨時(shí)調(diào)出工作流程進(jìn)行修改，察看工作流的著色時(shí)間Petri網(wǎng)視圖，模擬流程的運(yùn)行狀態(tài)。

    4)啟動(dòng)工作流程后，通過著色時(shí)間Petri網(wǎng)模型，結(jié)合模型的算法，判別工作流將要運(yùn)行的下一節(jié)點(diǎn)位置，著色時(shí)間Petri網(wǎng)上的托肯將跟蹤流程的節(jié)點(diǎn)到達(dá)相應(yīng)的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)位置，以此類推，完成工作流程的運(yùn)行。

    系統(tǒng)規(guī)定：(1)當(dāng)一個(gè)文件夾或產(chǎn)品對(duì)象被提交到工作流中時(shí)，系統(tǒng)會(huì)把其附帶的描述文檔一起提交進(jìn)去；(2)一個(gè)對(duì)象一次只能提交到一個(gè)工作流中審批；(3)一個(gè)工作流不限制提交到其中的對(duì)象個(gè)數(shù)。

    3.3 察看流程歷史

    任務(wù)歷史管理記錄了工作流運(yùn)行狀態(tài)演變的過程數(shù)據(jù)，這些過程信息都保存在數(shù)據(jù)庫中，可用于查詢各項(xiàng)任務(wù)的完成情況及其過程，在工作流運(yùn)行的過程中，任何授權(quán)的用戶均能看到工作流執(zhí)行的情況、工作流中文檔的確切位置、瀏覽過程的歷史以及執(zhí)行的結(jié)果注釋，例如哪些過程步驟已被執(zhí)行，周轉(zhuǎn)文件夾的狀態(tài)如何、目前位于何處，哪些用戶正在訪問哪些工作文檔等，管理員可以根據(jù)過程的完成情況檢查各個(gè)人員工作時(shí)間是否超期，以便做出相應(yīng)決策。

4 結(jié)語

    1)系統(tǒng)以企業(yè)現(xiàn)有的Intranet為支撐環(huán)境，用一臺(tái)運(yùn)行Windows2000的計(jì)算機(jī)作為中心服務(wù)器，并在服務(wù)器上建立Weblogic、E_Mail、Oracle數(shù)據(jù)庫等服務(wù)，局域網(wǎng)內(nèi)計(jì)算機(jī)安裝PDM系統(tǒng)客戶端，就可完全實(shí)現(xiàn)PDM系統(tǒng)的功能。

    2)該系統(tǒng)經(jīng)過國家驗(yàn)收和實(shí)施證明了系統(tǒng)的安全性和可靠性。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://m.vmgcyvh.cn/

本文標(biāo)題：PDM系統(tǒng)中工作流與過程管理模型的建立

本文網(wǎng)址：http://m.vmgcyvh.cn/html/solutions/1401939000.html